沈阳药-分析化学-质谱法大全PPT课件
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质谱法-ppt分析化学PPT优选课件
2020/10/18
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第一节 质 谱 仪
Thermo Optek---VG PQ ExCell ICP-MS 卡式进样系统
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第一节 质 谱 仪
卡式进样系统具有极好的抗腐蚀性和快速冲洗特 征。由惰性多聚物材料构成的喷雾室以圆锥壮撞击球 设计，以降低记忆效应。
雾化室由一个Peltier半导体制冷装置冷却和精确的 温度控制，具有极高的稳定性和最少的多原子离子形 成。带有蓝宝石、氧化铝和铂制喷射管的半可拆式管 矩。
R = m/ W0.05 如果该峰是高斯型的，上述两式计算结果是一样的。
质谱仪的分辨本领由几个因素决定：
（1）离子通道的半径；
（2）加速器与收集器狭缝宽度；
（3）离子源的性质。
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第一节 质 谱 仪
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第一节 质 谱 仪
3.灵敏度 质谱仪的灵敏度有绝对灵敏度、相对灵敏度和分析
质谱图上信号的强度，与达到收集极上的离子数目 成正比。
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第一节 质 谱 仪
质谱仪框图如下：
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第一节 质 谱 仪
Agilent7500系列ICP-MS
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第一节 质 谱 仪
Thermo Optek---VG PQ ExCell ICP-MS
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第一节 质 谱 仪
入真空度高达10-5Pa的质量分析器中，根据离子质荷比的 不同，其偏转角度也不同，质荷比大的偏转角度小，质 荷比小的偏转角度大，从而使质量数不同的离子在此得 到分离。若改变粒子的速度或磁场强度，就可将不同质 量数的粒子依次焦聚在出射狭缝上。通过出质谱图。
质谱分析法.ppt
X
e
(快)
X
e
(热)
X
e
(快)
X
e
(热)
优点：无需进行加热气化，属于软电离方式；特别适合分析高极性、大 相对分子量、难挥发和热稳定性差的样品；既能得到强的分子离子或准 分子离子峰，也能得到较多的碎片离子峰。 缺点：重现性较差，检测灵敏度低
稳定化合物电离 缺点：不适合化合物结构鉴定；
阳极
+ +
++
+ +
++ +
++ + +
d<1mm 阴极
快原子轰击离子源（fast atom bombardment ionization source;FAB） 由电场使Xe原子电离并加速，产生快速离子，通过快原子枪产生电
荷交换得快速原子，快原子束轰击涂在金属板上的样品，使样品离子化。
缺点：重现性较差；不适合于难挥发、热不稳定的化合物
场致电离源（FI）
是采用强电场把冷电极附近的样品分子的电子拉出去，形成离子。电 场的两电极距离很近（d<1mm），施加电压为几千伏甚至上万伏稳定直流 电压。
场电离：将气体通过电场电离； 场解析：将固体样品涂在发射体表面使之电离
优点：分子离子峰强； 碎片离子峰少； 适用于较大分子量和热不
应用：质谱法测定的对象包括同位素、无机物、有机化合物、生物大 分子以及聚合物。广泛应用于化学、生物化学、生物医学、医药学、 生命科学以及工、农、林业、地质、石油、环保、公安国防等领域。
二、质谱仪及其工作原理
进样系统
离子源
质量分析器
检测器
沈阳药分析化学质谱法81页PPT
沈阳药分析化学质谱法
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道
质谱法简介—质谱法基本原理(分析化学课件)
质谱法基本原理
三、离子的主要类型
1.分子离子 样品分子失去一个电子而形成的离子称为分子离子 。所产生的峰称为分子离子峰或称母峰，一般用符 号M+·表示。其中“+”代表正离子，“· ”代表不成 对电子。
M + e- → M+·+ 2e❖ 分子离子峰的m/z就是该分子的分子量。
质谱法基本原理 分子离子峰的特点：
亚稳离子峰的特点是： m1
①强度很弱，仅为m1峰的1%-3%。 ②峰形很钝，一般可跨2-5个质量单位。
③亚稳离子的质荷比一般都不是整数。
质谱法基本原理
由亚稳离子峰可以确定母子关系，推测某些离子间的裂 解规律。例如，对氨基回香醚
108 2 94.8 123
80 2 59.2
108
证明裂解过程为 .
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质谱的表示方法
❖ 解析：(1) m/z=210，分子离子峰；
❖ (2)不饱和度为10；
❖ (3)质谱图上出现苯环的系列峰m/z51，77，说明有苯环存在； ❖ (4)m/z105 m/z77 的断裂过程 ❖ (5) M m/z105正好是分子离子峰质量的一半，故具有对称结构。
❖ 其结构为：
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质谱法基本原理
❖ 质谱法的主要用途有： ❖ 1.测定相对分子质量； ❖ 2.鉴定化合物的分子式； ❖ 3.推测未知物结构； ❖ 4.测定分子中Cl、Br等原子； ❖ 5.与色谱联机后用于多组分的定性与定量。
质谱的表示方法 ❖ 重点：质谱图的解析 ❖ 难点：质谱图的解析
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质谱的表示方法 质谱的表示方法主要有两种，分别是列表法和谱图法
质谱的表示方法 例2. 确定分子量
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质谱的表示方法 ❖ 解：最大荷质比m/z为102，下一个荷质比的峰m/z
《分析化学》质谱法 ppt课件
Analyte Ions
Solvent Ion Clusters Salts/Ion pairs Neutrals
+ +
+ +
+
+
++--
+ +
+ --++ +
++ 准分子离子 +
++--++
+ 其他离子 试样离子
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电喷雾电离
流出液在高电场下形成带电喷雾，在电场力作用下穿过气帘； 气帘的作用：雾化；蒸发溶剂；阻止中性溶剂分子
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• 1957年实现了气相色谱与质谱仪的联用，GC/MS将质谱法在 有机分析中的应用推向一个新阶段；
• 60年代，有机质谱迅速发展，高分辩技术已达到实用阶段， 几乎同时出现了化学电离、场致电离、场解吸电离等技术；
• 70年代，生命科学的迅猛发展，给分子量测量的权威工具— 质谱提出挑战，将分子量大、热不稳定性的生物分子如蛋白 质、多糖等变成气相离子是质谱亟需解决的关键问题；
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电喷雾电离
电喷雾产生多电荷离子， 相对分子质量Mr计算： 选相邻峰，电荷n， n +1 m1=(Mr + n)/2 m2=(Mr + n+1)/ (n+1)
计算结果如 表。 不适用于非 极性化合物
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（5）APCI源
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2．质量分析器
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质谱分析 ppt课件
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在碳元素中，除12C外，还有13C，含量12C为 98.92%,13C为1.08％。因此，在烃类化合物中，在出现分 子离子峰的同时，还伴随出现同位素峰(M+1)、(M+2)……。 甲烷的同位素峰的丰度约1.1%，其他烃类化合物的同位 素峰丰度为1.1%的倍数。
因M+1峰的丰度与分子中的碳原子数相对应成比例， 故根据M+1峰与分子离子峰(M+)相对丰度可计算出化合物 分子中的碳原子数．
（4）必须有合理的质量碎片的丢失。分子离子峰的裂解过 程中常常会失去小质量的中性碎 片和自由基。因此裂解过 程中分子离子（母离子）与子离子之间的质量差一定要合理， 例如出现质量差15或18，就丢失-CH3或一个分子水是合理的。 而丢失4~13原子质量单位是不合理的。因为分子离子
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一般不会失去三个以上的氢或不够一个次甲基的碎片，即 使失去一个次甲基14个原子质量单位，在分子离子裂解中 也是极少见的。因此出现这种情况，说明该峰不是分子离 子；或者该峰是分子离子，而相邻的峰是杂质峰。同样丢 失21~26、37、38、50~53、65、66等等也是不合理的。
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3、峰的类型 （1）分子离子峰 （2）基峰
丰度为100的峰为基峰。
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（3）同位素峰
质谱图中在分子离子的右边还有质荷比大于分子离子， 丰度较小的峰M+1、M+2等，这是由于由同位素存在引起 的叫做同位素峰。
（4）亚稳离子
有些质谱会偶然出现一些离子峰，它比通常的离子峰 的宽度稍大，相对强度较低，而且往往不是在质荷比为整数 的地方。这些离子称为亚稳离子。
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沈阳药分析化学质谱法大全护理课件
质谱法在复杂混合物分析、痕量组分分析、化合物结构鉴定等方面具有显著优势。
质谱法与其他分析方法联用，如色谱-质谱、气相色谱-质谱等，能够提高分析的效 率和准确性。
化学分析中质谱法的应用实例
环境样品中痕量有机污染物的检测
01
利用质谱法检测环境水样、土壤样品中的农药残留、多环芳烃
等有机污染物，为环境质量评估和污染治理提供依据。
沈阳药分析化学质谱法大全护理课件
• 质谱法概述 • 质谱法在沈阳药分析中的应用 • 质谱法在化学分析中的应用 • 质谱法在护理领域的应用 • 质谱法的未来展望
01
质谱法概述
质谱法的定义与原理
定义
质谱法是一种通过测量样品离子质荷 比（m/z）来分析样品中化合物组成 的方法。
原理
利用电场和磁场将样品中的离子按照 质荷比分离，然后通过检测器检测离 子的数量和质荷比，从而确定化合物 的分子量和结构信息。
质谱法的应用领域
药物分析
用于药物的定性和定量分析， 包括药物的代谢产物、杂质和
降解产物的分析。
生物分析
用于生物样品中蛋白质、多肽、 代谢物等的分析，以及临床诊 断和生物标志物的检测。
环境分析
用于环境样品中有机污染物的 定性和定量分析，如土壤、水、 空气等样品中的农药、重金属等。
食品安全
用于食品中添加剂、农药残留、 兽药残留等的检测和分析。
药物代谢产物的鉴定
02
在药物研发过程中，质谱法用于鉴定药物在体内的代谢产物，
有助于了解药物的作用机制和潜在副作用。
食品中营养成分和添加剂的分析
03
质谱法用于测定食品中的氨基酸、脂肪酸、维生素等营养成分，
以及食品添加剂的种类和含量，确保食品质量和安全。
质谱法与其他分析方法联用，如色谱-质谱、气相色谱-质谱等，能够提高分析的效 率和准确性。
化学分析中质谱法的应用实例
环境样品中痕量有机污染物的检测
01
利用质谱法检测环境水样、土壤样品中的农药残留、多环芳烃
等有机污染物，为环境质量评估和污染治理提供依据。
沈阳药分析化学质谱法大全护理课件
• 质谱法概述 • 质谱法在沈阳药分析中的应用 • 质谱法在化学分析中的应用 • 质谱法在护理领域的应用 • 质谱法的未来展望
01
质谱法概述
质谱法的定义与原理
定义
质谱法是一种通过测量样品离子质荷 比（m/z）来分析样品中化合物组成 的方法。
原理
利用电场和磁场将样品中的离子按照 质荷比分离，然后通过检测器检测离 子的数量和质荷比，从而确定化合物 的分子量和结构信息。
质谱法的应用领域
药物分析
用于药物的定性和定量分析， 包括药物的代谢产物、杂质和
降解产物的分析。
生物分析
用于生物样品中蛋白质、多肽、 代谢物等的分析，以及临床诊 断和生物标志物的检测。
环境分析
用于环境样品中有机污染物的 定性和定量分析，如土壤、水、 空气等样品中的农药、重金属等。
食品安全
用于食品中添加剂、农药残留、 兽药残留等的检测和分析。
药物代谢产物的鉴定
02
在药物研发过程中，质谱法用于鉴定药物在体内的代谢产物，
有助于了解药物的作用机制和潜在副作用。
食品中营养成分和添加剂的分析
03
质谱法用于测定食品中的氨基酸、脂肪酸、维生素等营养成分，
以及食品添加剂的种类和含量，确保食品质量和安全。
制药分析--质谱法 ppt课件
属于软电离方式，可通过强度较高的准分子离子峰（M+1 或M-1）得到样品分子量的信息。
缺点：
影响离子化效率的因素较多，图谱重现性差。
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不同电离方式的特点及适宜的化合物类型
电离方法 适应化合物类型 试样
质量
进样形式 范围
主要特点
EI-MS
小分子、低极性、 易挥发
GC或液体/ 固体吸附 于探针
C. 质量最大的正离子
D. 质量最小的正离子
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单聚焦质量分析器的特点
质量色散：磁场可将不同质量的离子按m/z的大小顺序分成
不同的离子束——质量色散。
方向聚焦：
相同质荷比，
入射方向不同的 离子会聚焦。
S1
不能实现能
量聚焦，故分 辨率不高
离子源
B
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磁场
R
S2 收集器
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质量色散：
质谱仪基本构造
由五部分组成： 高真空系统、 样品导入系统、 离子源、 质量分析器、 离子检测器及数据处理系统
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(一)高真空系统
高真空系统是质谱仪正常工作的保障系统，离 子的产生、分离及检测均是在高度真空状态下进行 的。离子源、电场、和磁场分析器等都必须置高真 空。
真空度低，有空气、氧气，要影响灯的寿命； 空气也会产生信号使本底高，无法测微量物质； 真空度低，会产生额外的离子、分子反应，形成新的
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（六）、质谱仪的主要性能指标
1.分辨率：仪器分开相邻两质谱峰的能力 R=M/M
h
h/10 m m+m
分辨率
M与M+M谱线相邻两峰 峰谷高<10%基本分开标志
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M与M+M谱线
h h/10
相邻两峰峰谷高<10%
m m+m
分辨率
基本分开标志
2.质量范围：离子质荷比范围
10~几千.
3.灵敏度：产生具有一定信噪比的分子离 子峰所需的样品量
.
第十七章 质谱1法0
第一节 基本原理和质谱仪
五、质谱
1.棒图：最强峰为100%(基峰)，各峰除此峰。 2.质谱表：以m/z列表 3.八峰值：八个相对最强峰， 4.元素表
②鉴定化合物 ③推断结构 ④测Cl、Br等原子数
.
第十七章 质谱法4
第一节 基本原理和质谱仪
一、离子源：将样品电离成离子 1 电子轰击源（EI）：样品蒸汽分子 M+eM•++2e 2 化学电离源（CI）：CH4反应气， 主要碎片：CH4·+和CH3+
再与样品作用
3 快原子轰击离子源（FAB）
.
第十七章 质谱法5
m/z=123
m/z=108
m/z=80
裂解规律: m/z=80由经两部裂解产生
.
第十七章 质谱1法5
第二节 主要离子及裂解类型
亚稳离子
m
m
2 2
m1
四、同位素离子
M·+ m/z=128， m/z=129（M+1峰） 峰强比：
(M+1)/M, (M+2)/M 表示 推断是否含 S、Cl、Br及其原子数目
57
100
43
71
29
50
27
41 55
99 113
128(M+)
80
100 120 m/z
.
第十七章 质谱法2
第一节 基本原理和质谱仪
2.特点与用途 ①灵敏度高（10-11g）； ②分析速度快 1~几秒 ③测定对象广，气、液、固。 用途：
①求精确分子量
.
第十七章 质谱法3
第一节 基本原理和质谱仪
m/z 118
120
122
124
M
M+2
M+4
M+6
丰度比 27
27
9
1
符合二项式：a=3（轻）、b=1（重）、n=3原子数目
(a+b)n=(3+1)3= 27 + 27 + 9 + 1
M M+2 M+4 M+6
轻质 重质同位素
.
第十七章 质谱1法8
第二节 主要离子及裂解类型
1个Cl和1个Br (3+1)(1+1)=3+3+1+1=3:4:1 M:M+2:M+4 2 只含C、H、O原子
(M+1)%=1.17=7.7（实测7.7）
(M+2)%=0.006 72+0.201 =0.29+0.20=0.49 (实测为0.46)
说明: C5C2*H14O及C7H14O*在M+2峰中 贡 献分别为： 0.29 和 0.20
.
第十七章 质谱2法0
第二节 主要离子及裂解类型
3 含C,H,O,N,S,F,I,P, 不含Cl,Br (M+1)%=1.12nc+0.36nN+0.80ns (M+2)%=0.006nc2+0.20n0+4.44ns F,I,P无同位素，H的同位素忽略
有γ氢，能转移到X原子上，脱掉一个中性分子
.
第十七章 质谱2法4
第二节 主要离子及裂解类型
戊酮-2
.
第十七章 质谱2法5
第三节 质谱分析法 -分子式的测定
一、分子离子峰的确认
在MS图最右端
①区分M+1，M+2
②不稳定离子无M+1
1.分子离子稳定性：
.
m
m
2 2
m1
第十七章 质谱1法3
第二节 主要离子及裂解类型
例：对氨基茴香醚在m/z94.8和59.2二个亚稳 峰
80 123
108
59.2
94.8
m/z
1082/123=94.8 802/108=59.2
裂解过程为
m*94.8
m*59.2
m/z 123
108
80
.
第十七章 质谱1法4
第二节 主要离子及裂解类型
第一节 基本原理和质谱仪
②离子加速区：
1mv2 zV 电荷 加速电压
2
离子速度
.
第十七章 质谱法6
第一节 基本原理和质谱仪
二、质量分析器：磁偏转质量分析器
X-磁场方向，垂直纸面向里,
F-lorentz力
v
F
+
⊕-正离子
.
第十七章 质谱法7
第一节 基本原m理z 和 H质22VR谱2 仪
离子运动的半径： R
2V m H2 z
①R与m/z的平方根成正比，
②增大V，R 电压扫描 (H不变）
③连续改变H (磁场扫描)
.
第十七章 质谱法8
第一节 基本原理和质谱仪
离子束 磁场
磁场的质量色散作用
S1
S2
磁场
磁场有会聚作用
四、主要性能指标 1.分辨率：分开相邻质量的能力： R=M/M
.
第十七章 质谱法9
第一节 基本原理和质谱仪
.
第十七章 质谱法11
第二节 主要离子及裂解类型
一、分子离子： M -e M·+
①奇数个电子 ②谱图最右端
③确定分子量
二、碎片离子 ①“·+”含奇数e ② 或“+”含偶数e
.
第十七章 质谱1法2
第二节 主要离子及裂解类型
③ +电荷标在上方 ④不确定时“ ·+”或“ ”
三、亚稳离子 m1+ m2+ + 中性碎片
第十六章 质谱法
第一节 基本原理和质谱仪 质谱分析法：
将物质分子转化为离子，按质荷比差异进行 分离和测定，实现成分和结构分析的方法。
样品导 入系统
产生离子流
离子源
m/z
质量扫描
质量 分析器
检测器
H0
放大器 记录器
.
第十七章 质谱法1
第一节 基本原理和质谱仪
1.质谱图：棒图
纵坐标：离子的相对强度
横坐标：质荷比 m/z,
M 1 % M M 1 1% 0 1 0 .1n c 2 1 .1 n c
例：计算庚酮-4(C7H14O)的M+1及M+2峰 M+2峰由2个13C或一个18O产生,具加合性
.
第十七章 质谱1法9
第二节 主要离子及裂解类型
(M+2)%=0.006nc+0.20n0 2个13C 加合性 或1个18O
.
第十七章 质谱2法1
第二节 主要离子及裂解类型
阳离子的裂解类型 1.单纯开裂
① 均裂： 若R1>R2
②异裂：
.
第十七章 质谱2法2
第二节 主要离子及裂解类型
③半异裂
最易失电子的是杂原子 n电子>π电子>电子(C-C>C-H)失电子能力
.
第十七章 质谱2法3
第二节 主要离子及裂解类型
2 重排开裂（重排离子更稳定） 麦氏重排：有不饱和中心 C=X (X= O, N, S, C )
.
第十七章 质谱1法6
第二节 主要离子及裂解类型
1.含Cl和Br原子 ①含1个Cl
M:M+2=100:ห้องสมุดไป่ตู้2.03:1 ②含1个Br
M:M+2=100:97.31:1 ③含3个Cl
如CHCl3会出现： M、M+2、M+4、M+6 峰
.
1个Cl
M M+2
1个Br 1:1
M M+2
第十七章 质谱1法7
第二节 主要离子及裂解类型